[发明专利]一种用于环己烷液相氧化的振荡管式反应器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环己烷液相氧化的反应器及其使用方法，特别是涉及一种在振荡管式反应器中环己烷液相连续催化氧化制环己醇和环己酮(俗称KA油)的方法。

背景技术

环己烷液相空气氧化制环己酮和环己醇(俗称KA油)反应是石油化工领域的重要氧化反应之一。目前工业主要生产方法为液相非催化氧化法，具体为在160~1700C的反应温度，9~12atm的反应压力和40~60分钟的反应时间条件直接用空气将环己烷氧化产生过氧化物，过氧化物在碱性条件下分解产生KA油。由于该氧化工艺需要在高温高压条件下进行，环己烷氧化产物环己酮能进一步氧化，副反应多，选择性差。目前所有由环己烷生产环己酮的工艺都控制在环己烷的转化率3.5~4.4%，以保证KA油选择性达到77~81%。

目前，国内工业上用空气氧化环己烷制备环己酮和环己醇(俗称KA油)的方法是由多个(一般3~8个)搅拌鼓泡反应器串联来得以实现，如专利CN1850756A、CN1530358A、CN1435401A、CN101161612A、CN101085714A、CN1357526A。带搅拌的鼓泡反应器因为有利于传热与加速气液两相之间的传质，而易于操控，因此被选为环己烷液相氧化工艺反应器。之所以选择多个搅拌鼓泡釜串联的搅拌釜形式，是因为环己烷与含氧气体的氧化生成的初级氧化产物环己基过氧化氢、环己醇和环己酮等都比环己烷更容易氧化，而这些初级氧化产物又是所需要的目标产物。用单一的搅拌鼓泡釜反应，液相混合物的返混要厉害的多，增加了氧化产物在反应区的停留时间，而改用多釜串联之后，液相混合物的流动接近平推流，而平推流方式比全混方式相比可以大大缩短这些氧化产物在反应区的停留时间，减少初级氧化产物进一步被氧化，从而提高其中的目标产物的收率。在实际工业中，串联的搅拌反应釜的个数越多，液相混合物的流动越接近平推流，反应产物的收率也越高。但考虑实际操作和成本，一般选择的串联搅拌反应釜的个数为3~8个，更多的选择5~6个。但是，该类串联的多个搅拌反应器的缺点也是显而易见的，主要有两点：一是设备复杂和数量庞大因而初期投资高，所需要的能耗和运行费用也较高；而是串联的搅拌鼓泡釜数量有限，导致实际效果与平推流反应器仍有较大差距，并使得最终的目标产物的选择性仍然偏低。

CN1834078A公开了一种环己烷液相氧化工艺，在反应区里液态的环己烷及其氧化产物以平推流的方式从下至上连续通过反应器，而含氧气体以并流方式通过反应器。并推荐用鼓泡塔反应器中添加内部构件等方式实现反应区内液态物质的平推流。该方法克服了现有工艺所存在的设备投资高、操作费用高等不足之处，但不足之处在于平推流的最大缺陷在于温度在轴向和径向上的不均一性。在平推流反应器中，对环己烷氧化制KA油这个放热反应，反应热靠釜壁夹套的换热才能移出。沿着反应器的径向，反应器中心的温度最高，器壁的温度最低，反应热量从反应器中心传导至反应器壁。而严格的平推流反应器中沿径向的质量传递速率很低，反应热量的传递只能通过热传导的方式进行，导致相应的温度梯度沿径向比较大，反应器内温度不均匀现象严重。这将直接导致环己烷氧化目标产物的选择性和转化率的下降。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种环己烷转化率高、目标产物选择性好、设备投资省、操作费用低的用于环己烷液相氧化的振荡管式反应器及其使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于环己烷液相氧化的振荡管式反应器，包括依次相连的振荡发生器、反应液进口段、反应管、出口段，在反应液进口段上设有液体进口，在出口段上设有液相出口，反应管由垂直安装的圆管构成，管外壁设置有换热夹套，管内设置有沿垂直方向有序排列的挡板，将管内空间分隔成多腔室结构，所述的反应管上设有侧线气体进料管和气相出口，所述的挡板中心设有阻尼内构件。

进一步的：

所述的反应管内还设置有气体再分布器，所述气体再分布器一端与气相进料管相连。

所述的侧线气体进料管的个数可为一个或多个。

所述的侧线气体进料管设置在反应管的底部或/和侧面。